DE4315680C2 - Regelung von Tablettenparametern bei der Herstellung auf Rundlauf-Pressen - Google Patents
Regelung von Tablettenparametern bei der Herstellung auf Rundlauf-PressenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung von
Tablettenparametern, Gewicht, Höhe und Härte bei der
Herstellung von Tabletten auf Rundlauf-Pressen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Ein wichtiger Qualitätsparameter für die Tabletten
herstellung ist die Einhaltung des vorgegebenen
Tablettengewichts, welches bei hinreichender Mischgüte
die Einhaltung der Grenzen für den Gehalt an Wirk
stoffen gewährleistet. Die Grundlage für jede auto
matische Steuerung einer Tablettiermaschine ist der
Zusammenhang zwischen gemessener maximaler Preßkraft
einer Tablette und der Masse des in die Matrize
gefüllten Gutes (Tablettengewicht). Es besteht dabei
ein direkter Zusammenhang zwischen dem Tabletten
gewicht und der für die Fertigung der kontrollierten
Tablette notwendigen Preßkraft. Dieser Zusammenhang
wird zum Einsatz von automatischen Überwachungs- und
Steuergeräten an Rundlaufpressen ausgenutzt. In Abhän
gigkeit vom zu verpressenden Material ist jedem Tab
lettengewicht bei einer durch die Preßwerkzeuge vorge
gebenen Tablettenform und einer eingestellten Tablet
tenhöhe eine bestimmte Preßkraft zugeordnet. Schwankt
nun bei konstanter Tablettenhöhe die Füllmenge und
damit das Tablettengewicht, resultiert daraus in
direkter Abhängigkeit eine Preßkraftänderung.
Es ist bereits bekannt, mittels einer rechnergeführ
ten, vollelektronisch arbeitenden PID-Regelung
(Proportional-Integral-Differential-Regelung) über den
Mittelwert der Preßkräfte, der aus aufeinander
folgenden Einzelpressungen ermittelt wird, das einge
stellte Tablettengewicht zu überwachen (Korsch,
Wolfgang: "Pharmakontroll - die neue rechnergeführte
Preßkraftüberwachungseinrichtung für die vollauto
matische Tablettengewichtsregulierung an Rundlauf
pressen" in der Zeitschrift: "Swiss Pharma" 2 (1980) Nr. 4,
Seiten 28 bis 33). Während der automatischen Tablet
tenproduktion vergleicht die PID-Regelung kontinuier
lich, d. h. in Intervallen von einer oder von mehreren
Matrizentisch-Umdrehungen, die gemessene Preßkraft mit
der gewünschten Preßkraft. Ergibt sich eine Abweichung
zwischen diesen beiden Werten, dann ermittelt der
Rechner selbsttätig die Differenz und betätigt die
Dosiereinrichtung, damit die gewünschte Preßkraft, und
somit das vorgeschriebene Tablettengewicht, erreicht
wird.
Die Gewichtsregulierung der Tabletten erfolgt nicht
über gemessene Einzelwerte, sondern über den Mittel
wert der gemessenen Preßkräfte aller Stempel während
mindestens einer kompletten Matrizentisch-Umdrehung.
Dadurch kann die Regelung erst nach einer vollen
Matrizentisch-Umdrehung auf den errechneten Mittelwert
der gemessenen Preßkräfte durch eine Dosierungsände
rung reagieren. Meistens sind mehrere Dosierungsände
rungen mit nachfolgenden Kontrollmessungen notwendig,
bis das Tablettengewicht stimmt. Den einzelnen
Stempeln können keine Abweichungen zugeordnet werden,
ein Stempel mit großen unzulässigen Abweichungen wird
durch die Mittelwertbildung überdeckt. Der Regelungs
prozeß ist relativ träge und zeitverzögert (in Minu
tengröße). Die dadurch mögliche Einflußnahme auf die
Tablettenparameter gewährleistet insbesondere bei
bestimmten pharmazeutischen Produkten mit engen
Toleranzgrenzen der Wirkstoffanteile (Herzmittel)
keine ausreichende Gewichtskonstanz, keine ausreichend
zuverlässige Erkennung von Fehlpressungen und damit
keinen ausreichend zuverlässigen Herstellungsprozeß.
Zusätzlich werden diskontinuierlich die Parameter
Gewicht, Höhe und Härte der Tablette gemessen, wobei
Abweichungen von den Sollwerten zur Vorgabe eines
neuen Preßkraftsollwertes führen. Bei Höhen- oder
Härteabweichungen wird der neue Preßkraftsollwert
durch eine Steghöhenverstellung per Hand eingeregelt
(Betriebsanleitung "Hochleistungs-Rundlaufpresse
PHARMAPRESS Ph250" der KORSCH PRESSEN GmbH).
Nachteilig ist es bei den bekannten Verfahren, daß
aufgrund der großen gegenseitigen Abhängigkeiten und
des sehr komplexen Systems die Parameter Gewicht, Höhe
und Härte der Tabletten nacheinander eingeregelt
werden. Die Einregelung des gewünschten Gewichts
erfordert regelmäßig mehrere Minuten, da mehrere
Regelzyklen notwendig sind, um Abweichungen zu
beheben. Eine Dosierungsänderung bewirkt nicht nur
eine Gewichtsänderung, sondern hat Auswirkungen auf
die Härte und die Dichte der Tabletten. Nach dem
eingeregelten Gewicht wird eine erneute Messung von
Höhe und Härte erforderlich. Erst nach diesen
Messungen kann einer der Parameter Höhe oder Härte
manuell eingestellt werden, um in die zulässigen
Parametergrenzen zu gelangen. Dieser Vorgang der
nacheinander erfolgenden Einstellungen von Höhe und
Härte muß mehrfach wiederholt werden. Aufgrund der
systembedingten in großen Zeitintervallen von mehreren
Minuten nacheinander ablaufenden Einzelregelungen
entsteht eine große Trägheit bei der Ausregelung von
Abweichungen. Die SOLL- und Grenzwerte für die
Parameter müssen vom Systembenutzer fest vorgegeben
werden, was gegebenenfalls zum fehlerbehafteten
Aussortieren oder Akzeptieren von Tabletten führen
kann, wenn diese Werte nicht exakt den tatsächlichen
Verhältnissen entsprechen. Es erfolgt keine
automatische Anpassung an die sich ständig
verändernden Prozeßbedingungen, wie Temperatur,
Luftfeuchte, Alterung, Konsistenz der Preßmasse und
dergleichen.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde,
eine Regelung von Tablettenparametern bei der
Tablettenherstellung durch Rundlauf-Pressen zu
entwickeln, nach dem alle erforderlichen
Regelungsmechanismen zur Konstanthaltung des
Tablettengewichts, der Tablettenhöhe und -härte so
ablaufen, daß eine schnelle Ausregelung von
Abweichungen gewährleistet wird.
Die Grenzwerte jeder Preßstation sollen auch automatisch
optimiert, d. h., den tatsächlichen Verhältnissen
angepaßt werden können.
Die Lösung der erstgenannten Aufgabe ergibt sich aus den
Merkmalen des Anspruches 1.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe dient zusätzlich Anspruch 2 und 5.
Durch die Möglichkeit der gleitenden Mittelwertbildung
für die Preßkraft, das Gewicht, die Höhe und die Härte
der Tabletten wird erreicht, daß Schwankungen durch
unterschiedliche Füllverhältnisse an den Matrizen der
Presse nicht erst nach der Ermittlung des Mittelwertes
aus einer größeren Stichprobe erfaßt werden und erst
zu diesem Zeitpunkt eine Regelung erfolgt, sondern daß
Tendenzen eines sich in gleicher Richtung verändernden
Wertes rechtzeitig oder frühzeitiger als bisher erfaßt
werden können. Das Tablettengewicht wird an den
einzelnen Preßstationen in einstellbaren Intervallen
ermittelt, dabei ist der kleinste denkbare Intervall
durch eine Tablette und der günstigste Intervall durch
eine definierte Anzahl von Tabletten bestimmt, die von
den technischen Gegebenheiten der eingesetzten Presse
abhängt.
Der erfindungsgemäß angewendete gleitende Mittelwert
der Ist-Preßkraft als Regelgröße wird durch jeden
neuen Preßkraft-Einzelwert der Stempelstationen
aktualisiert, so daß eine schnelle Reaktion der
Regelung gewährleistet ist.
Die Tablettenparameter schwanken in wesentlich
geringeren Grenzen, so daß weniger Ausschuß entsteht.
Die besser eingehaltenen Toleranzgrenzen, infolge der
geringeren Streubreite, bringen Einsparungen beim zu
verpressenden Material. Die Anforderungen an das zu
verpressende Material sind z. B. bezüglich der
Korngröße und der Homogenität niedriger als bisher, da
das adaptive Verhalten der Regelung eine sofortige
Einstellung auf Inhomogenitäten bewirkt. Die
Tablettenherstellung wird zuverlässiger und billiger.
Die Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen den
Parametern Gewicht, Höhe, Härte, Preßkraft,
Steghöhenverstellung bzw. Stempelverstellung,
Dosierungsänderung sind in das System, z. B. in
Tabellenform, eingegeben, die dann während des
Betriebs den realen Prozeßbedingungen angepaßt werden.
D.h., der Regler paßt sein Regelverhalten dem Prozeß
an, er ist selbstlernend (adaptives Verhalten).
Bei Gewichtsabweichungen kann daher der Regler die
Dosiereinrichtung um einen definierten Betrag
nachstellen, er kann die sich bei dieser neuen
Dosiermenge einstellende Preßkraft als neuen
Preßkraftsollwert vorgeben. Der Preßkraft-Istwert wird
durch Dosierungsänderung diesem neuen Sollwert
angeglichen, so daß sich das gewünschte Sollgewicht
einstellt. Die aus dieser Dosierungsänderung
resultierende Änderung von Höhe und Härte ist dem
System aufgrund der selbstlernenden Eigenschaften
bekannt und kann durch Steghöhenverstellung
ausgeglichen bzw. bei einer erforderlichen Höhen- oder
Härteregelung berücksichtigt werden.
"Da die Zuordnung zwischen der für je eine Tablette benötigten
Preßkraft und dem dann gemessenen Gewicht für jede Preßstation
hergestellt wird, kann man jeder einzelnen Preßstation ihre
zulässigen maximalen und minimalen Preßkraftgrenzen zuordnen.
Damit wird sichergestellt, daß Stempelvariationen nicht zu
Fehlentscheidungen bei der Tablettensortierung in "Gut- oder
Schlechttabletten" führen (Anspruch 5)".
Durch den Einsatz eines FUZZY-Reglers wird eine gute
Übersichtlichkeit des Regelungsprozesses erreicht. Das
sehr komplexe System kann vollständig beschrieben und
dadurch beherrschbar gemacht werden. Es ist leicht
modifizierbar und übersichtlich. Das Systemverhalten
wird optimal an alle Randbedingungen angepaßt. Die
Regelungseigenschaften von Tablettenpressen werden
wesentlich verbessert, es gibt u. a. kein Überschwingen
des Reglers, und eine Regelungsabweichung gegen Null
wird schon nach wenigen Tischumdrehungen erreicht.
Inkonsistenz des Preßmaterials, Temperaturschwan
kungen, stochastische Schwankungen aller Einflußgrößen
werden mühelos durch die adaptiven Eigenschaften des
FUZZY-Reglers ausgeregelt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der
Regelung von Tablettenparametern durch eine moderne
Hochleistungs-Rundlaufpresse näher erläutert. In der
zugehörigen Zeichnung zeigt die einzige Figur ein
Reglermodell zur gleichzeitigen Regelung der Tablet
tenparameter Gewicht, Höhe und Härte.
Das Ziel der Regelung ist die Konstanthaltung des
Tablettengewichts, der Tablettenhärte und der
Tablettenhöhe. Da die Beeinflussung aller drei
Parameter wegen der gegenseitigen Abhängigkeiten nicht
in beliebigen Grenzen möglich ist, werden Prioritäten
gesetzt. Das Gewicht besitzt die höchste Priorität und
wird mit der höchstmöglichen Genauigkeit eingestellt.
Das Tablettengewicht wird über die kontinuierliche
Konstanthaltung der Preßkraft mit der Dosiermenge als
Stellgröße indirekt konstant gehalten. Als Regelgröße
wird erfindungsgemäß ein gleitender Mittelwert der
Ist-Preßkraft verwendet, welcher bei jedem neuen
Preßkraft-Einzelwert der Stempelstationen aktualisiert
wird, so daß eine schnelle Reaktion der Regelung
gewährleistet wird. Bei Gewichtsabweichungen wird die
Dosiereinrichtung um einen bestimmten, zur
Gewichtsabweichung in Bezug stehenden Wert nach
gestellt, der eine Neueinstellung der Preßkraft zur
Folge hat. Es wird nun ein neuer Preßkraft-Sollwert
vorgegeben und der Preßkraft-Istwert wird durch
Dosierungsänderung diesem neuen Sollwert angeglichen,
wodurch sich das gewünschte Sollgewicht einstellt.
Wenn gleichzeitig mit der Gewichtsabweichung auch eine
Härte- und/oder eine Höhenabweichung gemessen wurden,
dann erfolgt eine Beeinflussung durch eine Dosierungs-
und/oder durch eine Steghöhenänderung mittels
Stempelverstellung. Die Parameter Härte und Höhe
werden ebenfalls wie das Gewicht als Stichproben in
Intervallen ermittelt.
Die Regelung ist gemäß der Darstellung in der einzigen
Figur in Kreise R1 bis R5 aufgeteilt. Der erste
Regelungskreis R1 bewirkt in bekannter Weise eine
Konstanthaltung der IST-Preßkraft PKIST auf den Wert
der SOLL-Preßkraft PKSOLL durch eine Dosierungs
änderung ΔD. Die IST-Preßkraft PKIST ist erfindungs
gemäß der gleitende Mittelwert aus mehreren Einzel
preßkräften an den Stempelstationen der Presse. Die
erste Eingangsgröße am ersten Regelungskreis R1 ist
der Wert der Preßkraftabweichung ΔPK zwischen der
SOLL- Preßkraft PKSOLL und der IST-Preßkraft PKIST.
Der Regelungskreis R1 wird mit einer zweiten Eingangs
größe beaufschlagt, die durch die Empfindlichkeit
Preßkraft-Dosierung dPK/dD gebildet wird. Die
Empfindlichkeit dPK/dD bestimmt die Genauigkeit der
Preßkraftregelung in Abhängigkeit von der Dosierungs
änderung ΔD und wird während des Betriebes der
Presse der Regelung angepaßt, d. h. die Empfindlichkeit
dPK/dD ist adaptiv.
Das adaptive Verhalten ergibt sich daraus, daß die
Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen den
Parametern Gewicht, Höhe und Härte sowie Preßkraft,
Steghöhenverstellung bzw. Stempelverstellung, Dosie
rungsänderung in die Regelung z. B. in Tabellenform
eingegeben sind, die dann während des Betriebs den
realen Prozeßbedingungen angepaßt werden.
Parallel dazu werden kontinuierlich das Gewicht G, die
Höhe T und die Härte H der Tabletten gemessen und je
ein gleitender Mittelwert berechnet. Entsprechend der
gemessenen Gewichtsabweichung ΔG wird im Meß- und
Steuerkreis R2 ein neuer Wert für die SOLL-Preßkraft
PKSOLL errechnet, der im ersten Regelungskreis R1
wiederum eine Dosierungsänderung ΔD erzeugt, wodurch
die Gewichtsabweichung ΔG ausgeglichen wird. Die
Veränderung der SOLL-Preßkraft PKSOLL wird durch den
Wert ΔPKSOLL bestimmt. Auch im Meß- und Steuerkreis
R2 wird als zweite Eingangsgröße eine Empfindlich
keit dG/dPK angelegt, welche die Genauigkeit
der Gewichtsregelung in Abhängigkeit von der Preß
kraftänderung ΔPKSOLL bestimmt. Auch diese Empfind
lichkeit dG/dPK ist adaptiv und wird während des
Tablettenherstellungsprozesses der Regelung angepaßt.
Bei Höhen- und Härteabweichungen der Tabletten werden
in den Meß- und Steuerkreisen R3, R4 jeweils neue Werte
für die SOLL-Preßkraft-Steghöhe PKSOLLST berechnet
(Korrekturwerte KT, KH). An den Meß- und Steuerkreis R3
sind dazu als Eingangsgrößen die Werte für die Höhen
abweichung ΔT und für die Empfindlichkeit-Höhe dT/dh
angelegt, an den Eingang des Meß- und Steuerkreises R4
sind die Werte für die Härteabweichung ΔH und die
Empfindlichkeit-Härte dH/dh angelegt. Die Empfindlich
keiten dT/dh und dH/dh sind wiederum adaptiv.
In dem zweiten Regelungskreis R5 wird eine Abweichung
zwischen der SOLL-Preßkraft-Steghöhe PKSOLLST und der
IST-Preßkraft PKIST durch eine Steghöhenverstellung
um den Wert ΔST (Korrekturwerte KT, KH) ausgeregelt.
Die zweite Eingangsgröße am zweiten Regelungskreis R5
ist die Empfindlichkeit-Preßkraft-Steghöhe dPK/dh mit
adaptiven Eigenschaften.
Die Regelungskreise R1 und R5 arbeiten alternierend,
d. h. die beiden Regelungen R1 und R5 laufen in
kürzester Folge, in kleinen Schritten abwechselnd
aufeinanderfolgend ab. Der Regelungskreis R1, der die
Preßkraftabweichungen durch Dosierungsänderungen
ausgleicht, wird kurzzeitig ausgeschaltet und es wirkt
der Regelungskreis R5, welcher die Preßkraft durch
Steghöhenverstellung an den neuen Sollwert führt. Ist
dieser neue Wert erreicht, dann wird wieder auf den
Kreis R1 umgeschaltet. Die Tablettenparameter stimmen
durch dieses Verhalten bereits nach einem Zyklus mit
den Sollwerten weitestgehend überein.
Alle Kreise R1 bis R5 arbeiten jeweils kontinuierlich.
Durch eine vorzugsweise gleitende Mittelwertbildung
der einzelnen Regelungsgrößen stehen ständig aktuelle
Werte zur Verfügung. Die Kreise R1 bis R5 können auch
jeweils in mehrere Teilkreise unterteilt werden, die
z. B. je nach Regelabweichung unterschiedliche Charak
teristiken aufweisen.
Die Grenzwerte für die Preßkraft PK, bei deren
Erreichen die Presse gestoppt und/oder Tabletten aus
sortiert werden, werden adaptiv bestimmt, indem aus
den im laufenden Betrieb gemessenen Daten der Zusam
menhang zwischen der Preßkraft PK und dem Gewicht G,
der Höhe T und der Härte H ermittelt wird. Diese
Ermittlung kann auch stempelbezogen erfolgen. Bei
vorgegebenen Grenzen für das Gewicht G, die Höhe T und
die Härte H lassen sich aus diesem Zusammenhang die
zugehörigen Preßkraftgrenzen ermitteln.
Die Arbeitsweise der Regelung wird im folgenden
an einem Zahlenbeispiel verdeutlicht.
Die Soll-Preßkraft PKSOLL und die Ist-Preßkraft PKIST
betragen 30 kN. Die automatische Vermessung einer
Stichprobe zeigt, daß die Tabletten 2 mg zu leicht und
3 N zu hart sind sowie die Höhe um 0,012 mm zu gering
ist.
Höchste Priorität bei der Beeinflussung der Parameter
hat das Gewicht.
Aus den in die Regelung eingegebenen Tabellen ist es
bekannt, daß eine Gewichtszunahme von 2 mg eine
Preßkraftzunahme von 4 kN zur Folge hat. Es wird also
ein neuer Preßkraft-Sollwert PKSOLL von 34 kN
vorgegeben. Die Angleichung des Preßkraft-Istwertes an
diesen neuen Sollwert wird durch eine Mehrdosierung
erreicht, wodurch sich eine Gewichtszunahme von 2 mg
ergibt, d. h., das Gewicht stimmt jetzt.
Nun müssen noch die Härte und die Höhe nachgestellt
werden.
Es ist ebenfalls bekannt, daß sich die Tablettenhärte
durch die Mehrdosierung weiter erhöht hat und zwar um
etwa 1,6 N. Die Härte muß also um 4,6 N reduziert
werden. Dazu muß die Steghöhe bei gleicher Dosierung
um 0,0138 mm vergrößert werden. Um jedoch auch die
richtige Höhe einzustellen, ist eine Steghöhenver
größerung von 0,012 mm notwendig. Als Kompromiß wird
eine Steghöhenverstellung von 0,013 mm vorgenommen. Im
Ergebnis dieser Optimierung zwischen genauem Härte-
und genauem Höhenwert wird auf Basis der Höhen- und
Härteabweichung in den Kreisen R3 und R4 mittels der
Korrekturwerte KH, KT eine resultierende Preßkraft
änderung berechnet, welche dann mittels des Kreises R5
eine Steghöhenverstellung bewirkt. Die daraus
resultierenden Werte für Tablettenhöhe und -härte
liegen innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen. Die
Einstellung dieses Steghöhenwertes wird ebenfalls
indirekt durch die Preßkraft kontrolliert. Da diese
Steghöhenvergrößerung eine Preßkraftverringerung von
4,2 N zur Folge hätte, wird der Preßkraft-Sollwert um
4,2 kN auf 29,8 kN reduziert. Die Angleichung des
Preßkraft-Istwertes an diesen neuen Sollwert wird
durch eine Steghöhenvergrößerung erreicht. Dazu wird
vom vorher aktiven Kreis R1 auf den Kreis R5
umgeschaltet, bis ein Preßkraftwert von 29,8 kN
erreicht ist. Danach wird wieder der Kreis R1
aktiviert, weil das Gewicht die höchste Priorität hat
und eine Konstanthaltung des Gewichtes erfolgen muß.
Es wirken die Kreise R1 und R5 immer nacheinander.
Die beschriebenen Verstellungen erfolgen nicht nur in
zwei Stufen, sondern in mehreren kleinen Schritten, so
daß insbesondere bei gegenläufigen Verstellungen
erreicht wird, daß die Tablettenparameter auch während
der Verstellung innerhalb der Grenzwerte bleiben.
Die Beschreibung des Regelungssystems erfolgt aufgrund
der großen Komplexität vorzugsweise durch Methoden der
FUZZY-Set-Theorie. Die technischen Größen des Regler
modells werden dazu fuzzyfiziert, indem sie in lingu
istische Variable umgesetzt werden, z. B. Gewichts
abweichung, Empfindlichkeit-Gewicht, Höhenabweichung
usw. Diesen linguistischen Variablen werden Terme
zugeordnet, wie z. B. "niedrig, mittel, hoch", wobei
diese Terme jeweils unscharfe Mengen darstellen. Die
Terme erhalten Zugehörigkeitsfunktionen, mit deren
Hilfe es möglich ist, für jeden Wert der lingu
istischen Variablen den Grad der Zugehörigkeit zu den
einzelnen Termen zu bestimmen. Z.B erfüllt eine
Gewichtsabweichung von 5 mg die Bedingung "mittlere
Abweichung" zum Grade 0,2, die Bedingung "hohe Abwei
chung" zum Grade 0,7.
Die Verknüpfung der Variablen erfolgt mittels FUZZY-
Operatoren, wie z. B. "Minimum Operator, Maximum
Operator, Gamma Operator" oder ähnliche.
Die Verarbeitung der unscharfen Informationen erfolgt
mittels Produktionsregeln, die durch Methoden der
FUZZY-Inferenz abgearbeitet werden, z. B. MAX-MIN/MAX-
PROD-Inferenz oder FAM/Inferenz und andere. Nach
Ausführung aller Inferenzvorgänge werden die
Ausgangsvariablen, welche jetzt als "FUZZY-Werte"
vorliegen, defuzzyfiziert, d. h. in die "scharfen"
Stellgrößen "Dosierungsänderung" und "Steghöhen
änderung" umgewandelt. Als Defuzzyfikationsmethode
wird vorzugsweise das Flächenschwerpunktsverfahren
angewandt, aber auch andere Methoden wie Maximums
mittelwertverfahren, Maximumsschwerpunktverfahren und
andere sind möglich.
Claims (6)
1. Regelung von Tablettenparametern, Gewicht (G), Höhe
(T) und Härte (H) bei der Herstellung von Tabletten auf Rund
lauf-Pressen, wobei in einem ersten Regelungskreis
(R1) der aus einem Mittelwert laufend gemessener
Preßkräfte ermittelte Preßkraft-Istwert mittels
Dosierungsänderung als Stellgröße auf einen Preß
kraft-Sollwert geregelt wird und in gewissen zeit
lichen Intervallen in einem Meß- und Steuerkreis
(R2) das Tablettengewicht (G) gemessen wird, mit
dem Gewichts-Sollwert verglichen wird und in Ab
hängigkeit von der Gewichtsabweichung der Preßkraft-Soll
wert geändert wird,
gekennzeichnet durch einen
zweiten Regelungskreis (R5), in dem die Preßkraft
wieder die Regelgröße ist, die Stellgröße nun aber
eine Steghöhenverstellung mittels Stempelver
stellung ist, wobei in einem weiteren Meß- und
Steuerkreis (R3) die Tablettenhöhe (T) mit dem
Sollwert verglichen wird und in Abhängigkeit von
den Abweichungen ein Korrekturwert (KT) gebildet
wird, dasselbe geschieht in einem weiteren Meß- und
Steuerkreis (R4) mit der Tablettenhärte (H), wobei
die beiden Korrekturwerte (KT, KH) miteinander
verknüpft werden und gemeinsam den Preßkraft-Soll
wert des zweiten Regelungskreises (R5) ändern,
wobei ferner
- a) die beiden Regelungen (R1, R5) in kürzester Folge, in kleinen Schritten abwechselnd aufeinanderfolgend (alternierend) ablaufen und
- b) der aufgrund des jeweiligen Vergleiches gebildete Preßkraft-Sollwert der zuletzt wirksamen Regelung (R1, R5) auf die folgende Regelung (R1, R5) als Sollwert übertragen wird,
- c) zur Bildung des Preßkraft-Istwertes der Preßkraft-Mittelwert bei jedem neuen Preßkrafteinzelwert der einzelnen Preßstationen aktualisiert wird (gleitender Mittelwert) und
- d) die Empfindlichkeit der Meß- und Steuerkreise (R2, R3, R4) sowie der Regelungen (R1, R5) sich dem ändernden Verhalten des Herstellungsprozesses ständig anpassen.
2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßwerte der Höhe (T), der Härte (H) und
des Gewichts (G) der Tabletten den einzelnen
Preßstationen zugeordnet werden.
3. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Eingänge der Regelungs- bzw. Meß- und
Steuerungskreise (R1 bis R5) neben den jeweiligen
Regelabweichungen (ΔPK, ΔG, ΔT, ΔH, ΔPKSOLLST)
jeweils auch die Empfindlichkeiten (dG/dPK, dT/dh,
dH/dh, dPK/dh, dPK/dD) der Regelung angelegt
werden.
4. Regelung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regelungs- bzw. Meß- und
Steuerungskreise (R1 bis R5) jeweils in mehrere
Teilregelungs- bzw. Steuerungsblöcke unterteilt
werden.
5. Regelung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grenzwerte für die
Preßkraft (PK) entsprechend der im laufenden
Betrieb gemessenen Werte adaptiv an die
vorgegebenen Grenzwerte für das Gewicht (G), die
Höhe (T) und die Härte (H) der Tabletten angepaßt
werden.
6. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Beschreibung, den Entwurf, die
Realisierung und die Optimierung der Regelungs-
bzw. Meß- und Steuerungskreise (R1 bis R5) Methoden
der FUZZY-Logik angewendet werden.
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